[發(fā)明專利]一種并聯(lián)式混合動力汽車模糊自適應能量管理控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011358714.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112498332B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭太雄;劉星;楊新琴
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: B60W10/26
• 分類號: B60W10/26;B60W10/06;B60W10/08;B60W20/14;B60W20/15;B60L58/12;B60L50/61
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種并聯(lián)式混合動力汽車模糊自適應能量管理控制方法，其特征在于，該方法以并聯(lián)式混合動力汽車電量SOC的偏差ΔSOC及其變化率ΔSOC'為輸入，以等效因子s的值為輸出，建立模糊控制器和等效消耗最小策略(Equivalent Consumption MinimizationStrategy,ECMS)瞬時優(yōu)化控制算法，通過模糊控制器對ECMS瞬時優(yōu)化控制算法中的等效因子進行動態(tài)調(diào)節(jié)；

建立模糊控制器，具體包括以下步驟：

S201：選擇多種復雜工況，以等效油耗為目標函數(shù)，對等效因子進行離線遍歷，計算出多種復雜工況下等效因子的公共有效區(qū)間；

S202：根據(jù)步驟S201的等效因子有效區(qū)間，建立模糊控制的隸屬度函數(shù)，選取高斯型隸屬度函數(shù)作為輸入函數(shù)：

y＝gaussmf(x,[sig c]) (5)

其中，x指定變量論域范圍，c決定了函數(shù)的中心點，sig決定了函數(shù)曲線的寬度σ；

選取三角型隸屬度函數(shù)作為輸出函數(shù)：

y＝trimf(x,[a b c]) (6)

其中，a、b和c指定三角形函數(shù)的形狀；

輸入ΔSOC的模糊子集為{SNB,SNS,SZO,SPS,SPB}，ΔSOC'的模糊子集為{dSNB,dSNS,dSZO,dSPS,dSPB}，輸出等效因子s的模糊子集為{sNB,sNS,sZO,sPS,sPB}；其中，xNB、xNS、xZO、xPS、xPB分別表示語言變量{負大、負小、零、正小、正大}；

S203：根據(jù)步驟S202的隸屬度函數(shù)，設(shè)計模糊規(guī)則，具體包括以下內(nèi)容：

如果ΔSOC＝SPB，那么s＝sNB；

如果ΔSOC＝SPS，那么s＝sNS；

如果ΔSOC＝SZO，ΔSOC'＝dSPB，那么s＝sNB；

如果ΔSOC＝SZO，ΔSOC'＝dSPS，那么s＝sNS；

如果ΔSOC＝SZO，ΔSOC'＝dSZO，那么s＝sNB；

如果ΔSOC＝SZO，ΔSOC'＝dSNS，那么s＝sPS；

如果ΔSOC＝SZO，ΔSOC'＝dSNB，那么s＝sPB；

如果ΔSOC＝SNS，那么s＝sPS；

如果ΔSOC＝SNB，那么s＝sPB。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式混合動力汽車模糊自適應能量管理控制方法，其特征在于，建立ECMS瞬時優(yōu)化控制算法，具體包括以下步驟：

S101：根據(jù)最優(yōu)控制理論，得到并聯(lián)式混合動力汽車在一定行駛工況下的最小油耗：

其中，為發(fā)動機燃油消耗率，為電機等效燃油消耗率，T_e為發(fā)動機工作轉(zhuǎn)矩，T_em為電機工作轉(zhuǎn)矩，n_e為發(fā)動機轉(zhuǎn)速，n_em為電機轉(zhuǎn)速，T_{e_min}為發(fā)動機最小工作轉(zhuǎn)矩，T_{e_max}為發(fā)動機最大工作轉(zhuǎn)矩，T_{em_max}為電機最大工作轉(zhuǎn)矩，N為工況總時間，Δt為單位時間；

S102：當電機在電動機模式下工作時，混合動力系統(tǒng)的燃油消耗量由兩部分組成，一是發(fā)動機直接消耗的燃油量，二是電動機消耗電能所對應的等效油耗，得到并聯(lián)式混合動力汽車的瞬時等效油耗：

其中，η_dis為電池放電效率，η_m為電機工作效率，s_chg為充電等效因子；

當電機在發(fā)電機模式下工作時，除制動能量回收外，發(fā)動機消耗燃油帶動發(fā)電機對電池進行充電，得到并聯(lián)式混合動力汽車的瞬時等效油耗：

其中，η_cha為電池充電效率，s_dis為放電等效因子；

S103：當瞬時等效油耗最小時，得到最佳的發(fā)動機工作轉(zhuǎn)矩T_{e_out_opt}和電機工作轉(zhuǎn)矩T_{em_out_opt}。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)式混合動力汽車模糊自適應能量管理控制方法，其特征在于，步驟S201中，多種復雜工況包括：城市、郊區(qū)或高速。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的并聯(lián)式混合動力汽車模糊自適應能量管理控制方法，其特征在于，設(shè)計并聯(lián)式混合動力汽車的工作模式，分別為混合驅(qū)動模式、發(fā)動機單獨驅(qū)動模式、電機發(fā)電模式、電機單獨驅(qū)動模式和再生制動模式；對這五種工作模式的判斷如下：

1)當總需求轉(zhuǎn)矩T_req大于發(fā)動機最優(yōu)工作轉(zhuǎn)矩T_{e_opt}時，并聯(lián)式混合動力汽車處于混合驅(qū)動模式；

2)當T_req＝T_{e_opt}時，并聯(lián)式混合動力汽車處于發(fā)動機單獨驅(qū)動模式；

3)當T_{e_min}≤T_req＜T_{e_opt}時，并聯(lián)式混合動力汽車處于電機發(fā)電模式；

4)當0＜T_req＜T_{e_min}時，并聯(lián)式混合動力汽車處于電機單獨驅(qū)動模式；

5)當T_req≤0時，并聯(lián)式混合動力汽車處于再生制動模式。